高中物理必修二教案-7.7动能和动能定理52-人教版

动能和动能定理教学设计
●三维目标
一、知识与技能
1．理解动能的概念。

2．知道动能的公式，会用动能的公式进行分析和计算。

3．理解动能定理及其推导过程，知道动能定理的适用范围,会用动能定理进行计算。

二、过程与方法
1．运用演绎推导方式推导动能和动能定理的表达式。

2．理论联系实际，在运用中培养学生分析问题和解决问题的能力。

三、情感态度与价值观
1．通过动能和动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣。

2．在理解和运用过程中养成具体情况具体分析，按科学规律办事的习惯。

●学法引导
通过教师利用学生的知识，通过演绎推论从理论上来推导动能和动能定理的表达形式，并组织学生进行辨析、提高认识；通过对比分析，体会到应用动能定理解题的优点；通过实例分析，来确定动能定理的使用步骤。

●教学重点、难点及解决办法
一、教学重点
1．动能的概念.
2．动能定理及其应用.
二、教学难点
对动能定理的理解和应用.
●教学方法
推理归纳法、讲授法、电教法
●课时安排
1课时
●教学用具
PPT课件
●教学过程设计
一、复习回顾，引入新课
教师问：什么是动能？
学生答：物体由于运动而具有的能量叫做动能；
教师问：初中学过，物体的动能与那些量有关？
学生答：它与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能就越大。

教师引入：那么，物体的动能与物体的质量和速度之间有什么定量关系呢？我们先来研究这个问题
二、新课教学
<一>、动能
1．探究动能表达式
推导思路：要使静止的物体获得一定的速度，就需要一个使物体产生加速度的力，这个力做了多少功，就表示有多少其他形式的能转化为物体的动能。

我们根据做功的多少可定量确定物体的动能。

推导过程：
设在光滑的水平面上有一质量为m的静止物体，在恒定的水平外力F作用下开始运动，经过一段位移l速度达到v，则物体获得了多少动能
用Ek表示动能，则有：
2
2
1
mv E
K
即：物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半。

2．动能是标量与速度方向无关，无负值；
3．动能的单位与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳。

1kg·m2/s2=1N·m=1J
举例：
练习1(多选）：关于对动能的理解，下列说法是正确的（）
A、凡是运动的物体都具有动能
B、动能总是正值
C、一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化
D、一定质量的物体，动能不变时，速度一定不变
总结：动能变化与速度变化的区别。

动能变，速度大小一定变，但方向可能不变；速度变，动能可能不变。

例如匀速圆周运动。

<二>、动能定理
1．动能定理的推导
推导思路：探究哪个力做功等于动能改变。

将刚才推导动能公式的例子改动一下：质量为m 的物体在与运动方向相同的恒力F 的作用下，沿粗糙水平面运动了一段位移l，受到的摩擦力为F f，速
度从v
1变为v
2
，求力做功与物体动能变化量间的关系。

总结：合外力做功等于动能改变。

2．动能定理内容：
合力所做的功等于物体动能的变化，这个结论叫做动能定理。

讨论：
①当合力对物体做正功时，物体动能如何变化?
②当合力对物体做负功时，物体动能如何变化?
学生答：
①当合力对物体做正功时，末动能大于初动能，动能增加；
②当合力对物体做负功时，末动能小于初动能，动能减少。

3．动能定理的表达式：.
用W表示合力所做的功，用E k1表示物体初状态的动能，用E k2表示末状态动能，动能定理可表示为：W=E K2-E K1
4．动能定理的应用：
例.用多媒体出示下列例题，并用课件模拟题中的物理情景：
一架喷气式飞机，质量ｍ＝5×103 kg ，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s ＝5.3×102ｍ时，达到起飞速度ｖ＝60ｍ/s ，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(ｋ＝0.02)，求飞机受到的牵引力.
解：以飞机为研究对象，它受到重力、支持力、牵引力和阻力作用，这四个力做的功分别为W Ｇ＝０，W 支＝０，W 牵＝Fs ，W 阻＝－ｋｍｇs .据动能定理得：Fs -kmgs =02
12-mv 代入数据，解得F ＝1.9×104 Ｎ 三、学法指导：
1．对W 的理解：W 为合力做功或者各力做功的代数和。

2．动能定理的适用范围：
(1).不仅适用于直线运动，而且适用于曲线运动；
(2).不仅适用于恒力做功，而且适用于变力做功。

3．动能定理的优点：
(1).动能定理只跟初、末状态有关，不涉及运动过程的加速度和时间，所以处理问题比较简便；
(2).它能解决牛顿运动定律和运动学知识无法解决的问题
4．动能定理应用的一般步骤：
(1)明确研究对象及所研究的物理过程；
(2)对研究对象进行受力分析，并确定合力所做的功；
(3)明确始、末状态，确定始、末状态的动能；
(4)根据动能定理列方程、求解。

四、巩固练习
练习5．物体沿高H 的光滑斜面从顶端由静止下滑，求它滑到底端时的速度大小。

若物体沿高H 的光滑曲面从顶端由静止下滑，结果如何？
解：由动能定理 mgH= 21mV 2
得 V=gH 2 练习6．质量为m 的小球用长为L 的轻绳悬挂于O 点，小球在水平拉力F 的作用下，从平衡位置P 很缓慢地移到Q 点，则力F 所做的功为：[ ]
A. mgLcos θ
B. mgL （1 – cos θ ）
C. FLsin θ
D. FLcos θ
解：小球由P 到Q ，由动能定理得：W F + W G
= 0
即W F – mgL （1 –cos θ）=0 ∴ W F
= mgL （1 – cos θ ）
五、小结
<一>、动能
1．动能是物体运动的状态量，由物体的质量和速度共同决定；
2．动能是标量，只有大小，没有方向，与速度方向无关；只有正值，没有负值。

<二>、动能定理
1．动能定理是解决力学问题的重要方法，比应用牛顿运动定律和运动学综合解题要简便，运用动能定理时，关键是正确计算物体所受外力的合力做功和明确物体在运动过程中的初、末状态的动能值。

2．知道如何用动能定理求变力做功。

六、作业
.课本Ｐ741-5题
七、板书设计
动能和动能定理
一、动能
1．物体由于运动而具有的能，叫动能
2．公式
2
2
1
mv E
K
=
3．动能是标量，是状态量
4．单位：焦(J)
二、动能定理
1．合外力所做的功等于物体动能的变化
2．
2
1
2
22
1
2
1
1
2
mv
mv
W
E
E
W
K
K
-
=
-
=或
●说明：这节课不可能对动能定理的应用讲解得非常全面、深刻（可在后面加1课时——动能定理的应用），但一定要强调公式中各物理量的正确含义，因为动能定理实质上就是能量的转化和守恒定律的一种表达形式，掌握好动能定理，以后才能顺利地深入研究功能关系、机械能守恒定律及能量的转化和守恒定律。

如果一开始就概念不清，很可能影响以后知识的学习。